“自組裝E-GEPIs”引導硬組織礦化及再生的研究

《“自組裝E-GEPIs”引導硬組織礦化及再生的研究》是依託華中科技大學，由周彬擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：“自組裝E-GEPIs”引導硬組織礦化及再生的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周彬
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

牙及骨等硬組織的仿生礦化需要兩個基本要素：生物大分子支架和納米級鈣磷蔟。前者啟動了生物礦化過程，為礦化提供模板，並通過具有成核能力的功能基序（motif）來引導後者在支架中的持續、有序礦化，這一基於bottom-up的生長模式是生物礦化體形成嚴格等級結構的關鍵。近年來，通過分子自組裝技術發展的生物大分子支架材料廣泛地套用於生物礦化和組織工程，而基因工程無機物結合肽（GEPIs）是通過定向進化技術淘選的人工肽基序，這一基序能通過對無機晶體的空間識別和匹配，有效地控制晶體形態和有序排列。我們課題組在前期研究中發現了一種具有羥基磷灰石（HAP）軸向結合和成核能力的小分子肽E-GEPIs，本項目擬結合分子自組裝技術，合成一種集模板和成核功能於一體的生物大分子支架 -自組裝E-GEPIs，以引導硬組織的礦化和再生。本項目有望發展一種新的骨、牙等硬組織再生和替代材料。

結題摘要

中文摘要： 本項目擬用結合分子自組裝技術，合成一種集生物大分子支架和礦化引導於一體的“自組裝E-GEPIs”，以引導硬組織的礦化和再生，從而合成一種新的骨，牙等硬組織再生和替代材料。GEPIs是一種具有良好的晶體定向生長誘導能力的小分子肽，能通過對無機晶體的空間識別和匹配，有效的控制晶體形態和有序排列，但不能形成支架材料以及為納米鈣磷簇提供礦化空間，我們嘗試將GEPIs與自組裝分子P11-4進行融合，賦予E-GEPIs自組裝能力，為生物礦化納米鈣磷簇的滲入提供物質基礎，構建出自組裝E-GEPIs/HAP複合體。研究結果表明，四種自組裝多肽中E-GEPIS-P11-4-E-GEPIS(簡稱E-P-E)自組裝能力較好，相對於其他三種對照組多肽，E-P-E可以形成較穩定的自組裝纖維支架，並通過交聯形成三維大分子支架結構，通過膠原纖維支架內特定的成核位點從而形成纖維內礦化的具有等級結構的生物礦化複合體。我們利用多種檢測方法，如圓二色光譜CD觀察β摺疊縫，透射電鏡TEM觀察自組裝纖維形態以及纖維內礦化程度，XRD檢測晶體羥基磷灰石等，多種表征手段表明自組裝多肽E-GEPIs基於“bottom-up”的生長模式形成了具有嚴格等級結構的生物礦化體，為發展新型骨、牙等硬組織再生和替代材料奠定了一定基礎。